贵州高浓度汞污染农田土壤低温热解修复研究

Guizhou Provnice, known as typical Karst area and scarcity of arable land resources, is facing severe heavy metal pollution in farmland soils, which has greatly restricted Guizhou economic development. Based on the situation of severe agricultural soil mercury pollution and the complexity of soil remediation, this study is intended to explore a suitable remediation method, called as low temperature pyrolysis, which means to solve the high concentration mercury polluted agricultural soil in a short period of time and without cause fundamental damage to soils. This study focuses on the process conditions, the influencing factors and related mechanism research during the process of repairing. The effects on soil ecological restoration after pyrolysis will also be studied. The implementation of this study is expected to provide a new solution in the field of repair of mercury contaminated soils, which will provide the nationwide a reference to heavy metal polluted soil remediation. At the same time, the study achievement should also provide the way of keeping the heavy metals from crops, thereby protecting the agri-food safety and local health, which has an important social significance.

贵州喀斯特地区耕地资源匮乏，加上部分农田土壤受重金属污染严重，极大制约贵州经济发展。本课题拟针对贵州农田土壤汞污染的危害性和修复的复杂性，根据贵州省汞污染地区农田土壤中高汞污染浓度的特点，探索能够在较短时间内解决汞重污染，同时又不对土壤造成根本破坏的修复方法，即土壤低温热解修复的技术关键。本课题重点针对低温热解修复过程中的工艺条件、影响因素及相关机理开展研究，同时对热解后土壤生态的影响及恢复开展研究。 本课题的实施将在汞污染土壤的修复领域提供新的解决技术，将为我国重金属污染土壤的修复提供重要技术参考。同时，课题的实施是从源头上控制农作物的重金属污染，保护当地人民群众的农业食品安全和身体健康，因而课题具有重要的社会意义。

贵州是经济欠发达地区，土地资源十分紧缺，受汞污染地区的土壤污染严重、严重破坏当地的生态环境，损害当地居民的身体健康。对土地资源相对贫乏的贵州而言，尤需找到与当地实际情况相结合的土壤除汞方法，以保护当地赖以生存的土地资源。. 通过全体课题组人员的共同努力下，在项目依托单位的大力支持下，我们开展了汞污染土壤低温热解的小试至中试的研究试验，开发了一套自主知识产权的处理量为500kg/h的低温热解汞污染土壤处理装备，并对修复后的土壤开展了多种农作物的种植研究，探讨了农作物在汞污染土壤修复前后种植过程中的含量变化。通过研究，主要取得了以下重要结论：. 1、 明确了汞污染土壤低温热解的最佳条件和关键因素。当热解温度达到360℃，热解时间40min左右，土壤含水率不高于10％时，土壤中汞的去处率能达到90％以上。. 2、揭示了添加剂条件下土壤低温热解除汞的特性。在350℃之后，添加还原性的FeCl2、FeCl3能有效提高热解过程中汞的去除效果，添加柠檬酸在250℃至400℃的温度条件下，汞的去除率显著高于均达到对照组土壤中汞去除率。. 3、开发了低温热解法含汞废气的处理的关键技术，并对热处理过程中的汞的分布开展了质量平衡核算。通过高温脉冲布袋除尘器、冷凝器、填料塔、活性炭吸附罐及引风机的优化设计与安装，低温热解过程中产生的含汞尾气达标排放。质量平衡核算发现从土壤中分离出来的汞约75.5%沿排气管道进入尾气净化系统。. 4、热解后土壤生态系统的影响研究及复垦研究。通过对修复前后土壤中全氮、碱解氮、全磷、有效磷、全钾和速效钾等土壤中重要的元素的对比分析发现，土壤有效磷相对修复前增加了144%，而速效钾却相对修复前降低了55%。经低温热解技术修复后的土壤，改善了农作物生长状况，作物经济产量明显提高(可能是因为热解后有效磷的增加)，作物可食部分汞含量也降低约50%。

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